专利名称：盾构挖掘装置的制作方法
技术领域：
本发明为一种断面由大断面挖掘孔转换为小断面挖掘孔后连续进行挖掘用的盾构挖掘装置，涉及一种通过使挖掘大断面挖掘孔的挖掘机的一部分与其他部分分离后进行掘进，来挖掘小断面形状的挖掘孔的盾构挖掘装置。
背景技术：
以往，作为挖掘大断面挖掘孔，并从规定位置起挖掘小断面挖掘孔用的盾构挖掘装置，已知一种2段式盾构挖掘机等(例如，参照专利文献1)，该2段式盾构挖掘机是将具有通过偏心的多个轴进行平行连杆运动的大致月牙形的本体部切削刀头(cutter head)的挖掘机、和具有通过单轴回转运动的圆形分割切削刀头的挖掘机组合而成的。
在这样的2段式挖掘机中，本体部切削刀头通过偏心的多个轴进行平行连杆运动，来挖掘与大致月牙形相对应的范围，因此，用圆形的分割切削刀头挖掘圆形的挖掘范围，能够用本体部切削刀头对与该挖掘范围相靠近的大致月牙形的范围进行挖掘，利用本体部切削刀头和分割切削刀头挖掘大断面挖掘孔，并通过将分割切削刀头与本体部切削刀头分离后进行掘进，可挖掘圆形的小断面挖掘孔。
可是，在该挖掘装置中，本体部切削刀头的挖掘范围与分割切削刀头的挖掘范围相靠近，因此，若使平行连杆运动的本体部切削刀头不与分割切削刀头接触，而不使他们尽可能接近，则存在着本体部切削刀头的挖掘范围与分割切削刀头的挖掘范围之间易存在间隙的缺点。
而且，本体部切削刀头的挖掘范围是平行连杆运动的大致月牙形的范围，大致月牙形的两个前端部分的挖掘范围也限于该部分回转的范围内。因此，在挖掘大断面挖掘孔时，不能使分割切削刀头的挖掘范围的周缘、与本体部切削刀头的两个前端部的挖掘范围的周缘无凹凸地连续，存在着在大断面挖掘孔的内壁面形成凹凸部分的缺点。
并且，作为多个切削刀头的挖掘范围之间不易生成间隙且无凹凸地连续的地下挖掘机，已知2段式盾构挖掘机(例如，参照专利文献2)，该2段式盾构挖掘机具有由偏心的多个轴进行平行连杆运动的本体侧切削刀头、和由偏心的多个轴进行平行连杆运动的分割切削刀头，将本体侧切削刀头和分割切削刀头一体驱动。
这样的盾构挖掘机，通过本体侧切削刀头与分割切削刀头一体运动，可形成大断面挖掘孔，本体侧切削刀头的挖掘范围与分割切削刀头的挖掘范围之间不会生成间隙，而且，两个挖掘范围之间无凹凸地连续，在大断面挖掘孔的内壁面上不易生成凹凸部分。
专利文献1日本特开2000-2077号公报；专利文献2日本特许3167293号公报。
但是，在这样的盾构挖掘机中，本体侧切削刀头与分割切削刀头需要由连结部件连结，并通过使各驱动部同步，来使本体侧切削刀头与分割切削刀头在驱动时相互不接触地一体驱动，因此，挖掘装置的结构变得复杂，并且，从大断面挖掘孔的挖掘工序转换为小断面挖掘孔的挖掘工序的转换作业之际，从一部分切削刀头分离另一部分切削刀头进行掘进，显然需要费工夫，存在着作业效率低的问题。
发明内容
因此，本发明的目的是，提供一种从大断面挖掘孔的挖掘工序到小断面挖掘孔的挖掘工序的转换作业容易，并且，在挖掘范围之间不会产生间隙、能够抑制大断面挖掘孔的内壁面上产生凹凸的盾构挖掘装置。
为了实现上述目的，本发明的盾构挖掘装置，由第1挖掘机和第2挖掘机可挖掘大断面挖掘孔，并通过所述第2挖掘机与所述第1挖掘机分离后进行掘进，可挖掘小断面挖掘孔，其特征在于，所述第1挖掘机具有用偏心的多个轴进行平行连杆运动的第1切削刀头，并且，所述第2挖掘机具有相对所述第1切削刀头在掘进方向前方或后方错开位置上设置的第2切削刀头，所述第1切削刀头的第1挖掘范围与所述第2切削刀头的第2挖掘范围，从正面来看部分重合。
其他特征在于，所述第1切削刀头从正面来看具有凹部，在与该凹部相对应的位置设有所述第2切削刀头，所述第1切削刀头的第1挖掘范围与所述第2切削刀头的第2挖掘范围从正面来看部分重合。
另一特征在于，所述第1切削刀头的所述凹部的侧部可移位，以使该凹部比所述小断面挖掘孔更宽地扩开。
又一特征在于，所述第1切削刀头从正面来看呈环状，在与该环状的第1切削刀头的内侧相对应的位置设有所述第2切削刀头，所述第1切削刀头的第1挖掘范围与所述第2切削刀头的第2挖掘范围从正面来看部分重合。
再一特征在于，所述第1切削刀头呈圆环状，所述第2切削刀头呈圆形。
进一步特征在于，所述第2切削刀头由偏心的多个轴进行平行连杆运动。
根据本发明，在一种由第1挖掘机和第2挖掘机可挖掘大断面挖掘孔，并通过第2挖掘机与第1挖掘机分离后进行掘进，可挖掘小断面挖掘孔的盾构挖掘装置中，由于第1挖掘机具有用偏心的多个轴进行平行连杆运动的第1切削刀头，并且，第2挖掘机具有相对第1切削刀头在掘进方向前方或后方错开的位置上设置的第2切削刀头，因此，可以分别独立地驱动第1切削刀头和第2切削刀头，不必使两者同步，故，可简单地构成第1和第2挖掘机，并且，在从大断面挖掘孔的挖掘工序转换为小断面挖掘孔的挖掘工序时，第2挖掘机容易与第1挖掘机分离，容易提高作业效率。
并且，可提供一种盾构挖掘装置，其中，由于第1切削刀头的第1挖掘范围与第2切削刀头的第2挖掘范围从正面来看部分重合，在第1挖掘范围与第2挖掘范围之间不会生成间隙，并且在第1挖掘范围的周缘与第2挖掘范围的周缘交叉的部位，能够抑制在大断面挖掘孔的内壁面上生成的凹凸，容易形成凹凸较少的内壁面。
如此，由于在大断面挖掘孔中形成凹凸较少的内壁面，相对盾构外径可抑制发生未挖掘部分，盾构外周部接触未挖掘部分的地方很少，可确保圆滑地推进。由此，可抑制盾构外周部的显著磨耗。
根据其他的特征，由于第1切削刀头从正面来看具有凹部，在该凹部上以与第2挖掘范围相重合地方式设有第2切削刀头，因此，可由第1切削刀头和第2切削刀头挖掘大断面挖掘孔，并通过第2挖掘范围，相对该大断面挖掘孔可挖掘被分设于周缘部侧的小断面挖掘孔。
根据另外的特征，第1切削刀头的凹部的侧部可移位，以使该凹部比小断面挖掘孔更宽地扩开，因此，在从大断面挖掘孔的挖掘工序转换为小断面挖掘孔的挖掘工序之际，小断面挖掘孔掘进用的部件容易从第1切削刀头的掘进方向后方向前方通过，可使第2挖掘范围与第1挖掘范围相重合部分更多，可使第1挖掘范围的边缘部与第2挖掘范围的边缘部以凹凸更少地方式交叉，能够进一步抑制大断面挖掘孔的内壁面的凹凸。
根据又一特征，由于第1切削刀头从正面来看呈环状，在与该环状的第1切削刀头的内侧相对应的位置设有第2切削刀头，第1切削刀头的第1挖掘范围与第2切削刀头的第2挖掘范围从正面来看部分重合，因此，可构筑大断面挖掘孔的中心与小断面挖掘孔的中心大致一致的挖掘机。并且，第1挖掘范围与第2挖掘范围部分重合，在大断面挖掘孔中央不会产生未挖掘部分，所以可确保稳定的挖掘。
根据另一特征，因第1切削刀头呈圆环状，第2切削刀头呈圆形，能够构筑圆形的大断面挖掘孔的中心轴与圆形的小断面挖掘孔的中心轴基本一致的挖掘孔。
根据另一特征，由于第2切削刀头由偏心的多个轴进行平行连杆运动，可使相对第2挖掘范围的第2切削刀头的尺寸较小，可在第2切削刀头上设置超挖转刀时更小，使第2切削刀头能够容易地从第1切削刀头的掘进方向后方向前方通过。
图1为本发明实施方式1的盾构挖掘装置的主视图；图2为实施方式1的盾构挖掘装置的剖视图；图3为表示实施方式1的盾构挖掘装置的转换状态的主视图，示出凹部扩开的状态；图4为示出实施方式1的盾构挖掘装置的转换状态的剖视图，示出子切削刀头的掘进开始状态；图5为示出实施方式1的盾构挖掘装置的转换状态的剖视图，示出子切削刀头朝母切削刀头的掘进方向前方移动的状态；图6为示出实施方式1的盾构挖掘装置的转换状态的剖视图，示出子盾构挖掘机装配结束的状态；图7为示出实施方式1的盾构挖掘装置的转换状态的剖视图，示出小断面挖掘孔的通常的挖掘状态；图8为另一实施方式的盾构挖掘机的主视图；图9为图8实施方式的盾构挖掘机的剖视图；图10为本发明的实施方式2的盾构挖掘装置的主视图；图11为实施方式2的盾构挖掘装置的剖视图；图12为示出实施方式2的盾构挖掘装置的转换状态的剖视图，示出子切削刀头的开始掘进状态；图13为示出实施方式2的盾构挖掘装置的转换状态的剖视图，示出子切削刀头向母切削刀头的掘进方向前方移动的状态；图14为示出实施方式2的盾构挖掘装置的转换状态的剖视图，示出子盾构挖掘机的装配结束的状态；图15为示出实施方式2的盾构挖掘装置的转换状态的剖视图，示出小断面挖掘孔的挖掘状态；图16为示出实施方式2的盾构挖掘装置的转换状态的剖视图，示出小断面挖掘孔的通常挖掘状态。
具体实施例方式
下面，说明本发明的实施方式。
实施方式1图1至图7示出本发明的实施方式1。
在图中，标记10为本实施方式的母子盾构挖掘装置，具有作为“第1挖掘机”的母盾构挖掘机11、和与该母盾构挖掘机11可分离地结合的作为“第2挖掘机”的子盾构挖掘机12。
如图1和图2所示，母盾构挖掘机11具有设置在大断面挖掘孔内的圆筒形状的母盾构机身部20，位于该母盾构机身部20的掘进方向前侧并且从正面看去具有圆形外形的母盾构隔壁21，以及位于该母盾构隔壁21的前方与母盾构机身部20连续成一体的母密封(盾构)罩部22。
在母盾构隔壁21的掘进方向前方，从正面看去设置着大致月牙形的作为“第1切削刀头”的母切削刀头23，该母切削刀头23具有弧状的凹部23a和直径比该凹部23a大的弧状的外周部23b。该母切削刀头23通过固定在母盾构隔壁21上的母驱动部24和具有偏心的多个轴的偏心多轴的母曲柄机构25，可进行平行连杆运动。
并且，作为该母切削刀头23通过平行连杆运动而可挖掘的第1挖掘范围的母挖掘范围26，在正面看去成为母盾构机身部20的内侧；通过其外周部23b挖掘的母挖掘范围26的外周缘，成为母盾构机身部20的周缘。另外，在母盾构隔壁21的下部设有母盾构门部28，与用于搬出掘进砂土的母螺旋式输送机29相连接。
母切削刀头23在框架部件23c上固定了多个挖掘岩体的切削刀头23d，具有连接母曲柄机构25的刀体31，设置在该刀体31两侧并作为形成凹部23a的一对侧部的超挖转刀(over cutter)32，以及将该超挖转刀32与刀体31可接触、脱离地连接的千斤顶33和滑动部34。通过千斤顶33和滑动部34与超挖转刀32的接触和脱离，可使凹部23a的宽度扩开或收缩。
另外，子盾构挖掘机12在与母盾构挖掘机11结合的状态下，如图1和图2所示，具有直径比母盾构隔壁21小的圆形且设置成与母盾构隔壁21大致成同一平面的盾构隔壁41，并且设有可动密封罩部42，该可动密封罩部42在收纳于母盾构隔壁21和子盾构隔壁41的内部的状态下、沿着子盾构隔壁41的周缘设置。该可动密封罩部42通过罩止动件42a以收纳状态固定着，通过拆下罩止动件42a，就可从子盾构隔壁41朝掘进方向前方滑动。另外，子盾构挖掘机12在与母盾构挖掘机11结合的状态下，没有安装有图7等所示的子盾构机身部40。
在子盾构隔壁41的掘进方向前方，作为大致圆形的第2切削刀头的子切削刀头43，从正面看去设置在与母切削刀头23的弧状凹部23a大致重合的位置上，并且，设置在比母切削刀头23更偏向掘进方向后方的位置上。
该子切削刀头43具有与子曲柄机构45连结的刀体43d，和通过千斤顶43e及滑动部43f与该刀体43d可接触、脱离地连结的超挖转刀43a。该超挖转刀43a在图1中上部设有1处、左右设有2处。并且，在这些刀体43d或超挖转刀43a上，固定有多个挖掘岩体切削钻头43b，通过固定在子盾构隔壁41上的子驱动部44、和具有偏心的多个轴的偏心多轴的曲柄机构45，可进行平行连杆运动。
并且，作为该子切削钻头43通过平行连杆运动可挖掘的第2挖掘范围的子挖掘范围46，从正面看去在与凹部23a重合，并且其一部分与母切削刀头23的母挖掘范围26重合，成为与子盾构机身部40基本一致的大致圆形。另外，在子切削刀头43上，设有在母切削刀头23的两前端部32a侧突出的扩张部43c，所以由子挖掘范围46的扩张部43c挖掘的部位，伸出到在由母挖掘范围26的母切削刀头23的前端部32a挖掘的部位侧。
此外，在子盾构隔壁41的下部，子盾构门部48尽管设置成可与图7所示的子螺旋式输送机59连结，但在子盾构挖掘机12与母盾构挖掘机11分离前，不与子螺旋式输送机59连结，而成为封闭的状态。
在如此的母盾构挖掘机11与子盾构挖掘机12结合的如图1和图2所示的状态下，可由母切削刀头23和子切削刀头43挖掘大断面挖掘孔。在该结合状态下，在母盾构机身部20的掘进方向后方的大断面挖掘孔的内壁面，设有用于配置母盾构扇形衬砌块51的母盾构安装机52，随着掘进，可依次配置母盾构扇形衬砌块51。此外，在母盾构机身部20的掘进方向后方，固定着母盾构千斤顶54，通过推压母盾构扇形衬砌块51的反作用力，使包含母盾构挖掘机11和子盾构挖掘机12的母子盾构挖掘装置10的全体，朝掘进方向前方移动。
由如此结构的母子盾构挖掘机10挖掘大断面的挖掘孔时，首先，如图1和图2所示，在连结了母盾构挖掘机11和子盾构挖掘机12的状态下，由母盾构千斤顶54向掘进方向推压，同时，由母驱动部24和母曲柄机构25使母切削刀头23进行平行连杆运动，另外，通过子驱动部44和子曲柄机构45，将子切削刀头43独立于母切削刀头23进行驱动，使其进行平行连杆运动。
此时，母切削刀头23的一对超挖转刀32通过千斤顶33和滑动部34，成为与刀体31最接近的状态，而凹部23a成为最收缩的状态。在此，通过母切削刀头23，挖掘母挖掘范围26的范围，但该母切削刀头23的母挖掘范围26上形成与凹部23a相对应的未挖掘部分。因此，由子切削刀头43挖掘该未挖掘部分。
此时，母切削刀头23的母挖掘范围26与子切削刀头43的子挖掘范围46一部分重合，在两个挖掘范围26，46中不会产生间隙。另外，尽管由子挖掘范围46的周缘的扩张部43c形成的部位、和由母挖掘范围26的周缘的超挖转刀32的前端部32a形成的部位交叉，但该交叉部分上形成的凹凸小，成为基本上无反曲点的连续的形状。因此，大断面挖掘孔的内壁面形成规定的圆形的断面形状。
另外，在本实施方式中，在子盾构挖掘机12上也设有超挖转刀43a，若在扩开该超挖转刀43a的状态下进行挖掘，则可挖掘直径比通常状态更大的断面。由此，能加大母切削刀头23的内径，所以将母盾构挖掘机11与子盾构挖掘机12分离，并使该子盾构挖掘机12通过母切削刀头23的内侧的情况下，能够更可靠地防止子盾构挖掘机12对母切削刀头23产生干扰。
接着，在将大断面挖掘孔挖掘到规定位置的时刻，由大断面挖掘孔的挖掘工序转换为小断面挖掘孔的挖掘工序，挖掘小断面挖掘孔。
在转换时，首先停止母子盾构挖掘机10进行的挖掘，如图1所示，将母切削刀头23设置于平行连杆运动的最下端处。此时，最好将子切削刀头43设置在平行连杆运动的最上端位置。
在该状态下，如图3所示，通过千斤顶33和滑动部34，将超挖转刀32移动到离刀体31最远的位置上，扩开凹部23a。由此，凹部23a的内侧缘被扩开，大于小断面挖掘孔的断面形状。
然后，如图4所示，在与从子盾构机身部40往掘进方向后方的母盾构机身部20的子盾构挖掘机12相对应的位置，固定接受反作用力托架62。并且，封闭母盾构门部28，将安装在母盾构隔壁21上的母螺旋式输送机29、母盾构安装机52、母盾构千斤顶54等，在掘进小断面挖掘孔时不需要的部件拆除。
此外，拆下罩止动件42a，使可动密封罩部42从子盾构隔壁41的周围滑动到掘进方向前方，安装子盾构机身部40的一部分。并且，以防止水从子盾构机身部40的周围进入机内的方式安装密封件58。
将子螺旋式输送机59与设置于子盾构隔壁41上的子盾构门部48连接并开放，并且将临时盾构千斤顶64安装到接受反作用力托架62上。在此，作为子螺旋式输送机59，也可转用母螺旋式输送机29，可谋求降低成本。
在该状态下，将用于使子盾构挖掘机12与母盾构挖掘机11结合的固定装置65拆下，就可将子盾构挖掘机12与母盾构挖掘机11脱离。
然后，由临时盾构千斤顶64推压的同时，通过子驱动部44和子曲柄机构45使子切削刀头43进行平行连杆运动，以使子盾构挖掘机12临时动作。
接着，如图5所示，在临时盾构千斤顶64与子盾构挖掘机12的推压部12a之间依次添加临时支架66，同时，由子切削刀头43慢慢地继续进行掘进。
此时，配置于母切削刀头23的掘进方向后方上的子切削刀头43，随着掘进，通过母切削刀头23的凹部23a的大致内侧，朝母切削刀头23的掘进方向前方移动。此时，母切削刀头23的超挖转刀32扩开比规定的小断面挖掘孔更大的范围，从而，子切削刀头43即使在平行连杆运动的同时通过母切削刀头23的凹部23a，也不会与之接触。
然后，如图6所示，在由子盾构挖掘机12进行了规定量掘进的阶段，安装子盾构机身部40的剩余部分，拆下临时盾构千斤顶64、接受反作用力托架62和临时支架66，将子盾构千斤顶69固定到子盾构机身部40上。此外，安装子盾构安装器72，将子盾构扇形衬砌块71依次设置于由子切削刀头43挖掘的小断面挖掘孔的内壁面上。
此外，在母盾构挖掘机11与子盾构扇形衬砌块71之间的间隙中，注入能可靠地防止水进入且用于更牢固地连接两者的注入材料，并加以固化。
之后，通过用子盾构挖掘机12继续掘进，挖掘小断面挖掘孔。
如上述，根据可挖掘大断面挖掘孔和小断面挖掘孔的母子盾构挖掘机10，母盾构挖掘机11具有用偏心的多个轴进行平行连杆运动的母切削刀头23，并且，子盾构挖掘机12具有在掘进方向上与母切削刀头23错开的位置上设置的子切削刀头43，可分别独立地驱动母切削刀头23和子切削刀头43，使之进行平行连杆运动。因此，不必使两个切削刀头23，43同步动作，能够简单地构成母盾构挖掘机11和子盾构挖掘机12。同时，在从大断面挖掘孔的挖掘工序转换为小断面挖掘孔的挖掘工序之际，母盾构挖掘机11和子盾构挖掘机12只需进行拆下连接部件65等的简单的操作，就可简单地解除母盾构挖掘机11与子盾构挖掘机12的结合状态，子盾构挖掘机12容易与母盾构挖掘机11分离，易提高作业效率。
并且，由于母切削刀头23的挖掘范围26与子切削刀头43的挖掘范围46，在正面看去为一部分重合的结构，因此，在母挖掘范围26与子挖掘范围46之间不会产生间隙。另外，母挖掘范围26与子挖掘范围46局部重合，因此，母挖掘范围26的周缘与子挖掘范围46的周缘能够交叉，与两个挖掘范围26、46靠近的场合相比，可使形成于该部分上的凹凸能够小。而且，如调整该重合状态，也可圆滑地调整两个挖掘范围26、46的周缘交叉的角度。因此，可抑制在母挖掘范围26的周缘与子挖掘范围46的周缘相交叉部分的大断面挖掘孔的内壁面上产生凹凸。
此外，母切削刀头23在正面看去具有凹部23a，并且以该凹部23a与子挖掘范围46相重合的方式配置了子切削刀头43，从而在由母切削刀头23形成的大断面挖掘孔的周缘部分，容易形成小断面挖掘孔，并且通过母切削刀头23与子切削刀头43，能够抑制凹凸的产生，可形成光滑的圆形断面的大断面挖掘孔。
另外，作为母切削刀头23的凹部23a的侧部的超挖转刀32，可将凹部23a移位以扩开成大于小断面挖掘孔，从而在从大断面挖掘孔的挖掘工序转换为小断面挖掘孔的挖掘工序之际，容易从母切削刀头23的掘进方向后方向前方通过用于小断面挖掘孔的掘进的子切削刀头43或子盾构扇形衬砌块71等的部件。因此，能够使子挖掘范围46相对母挖掘范围26的重合部分更多，使母挖掘范围26的周缘与子挖掘范围46的边缘部能够以小的凹凸交叉，能够进一步抑制大断面挖掘孔的内壁面上产生凹凸。
另外，子切削刀头43通过偏心的多个轴进行平行连杆运动，因此，可使子切削刀头43相对子挖掘范围46的尺寸小，能够容易使子切削刀头43从母切削刀头23的掘进方向后方通过凹部23a到前方。
此时，与母切削刀头23同样地，在子切削刀头43上装配超挖转刀时，如收缩超挖转刀，就能够进一步缩小子切削刀头43的尺寸，子切削刀头43能够更容易从母切削刀头23的掘进方向后方通过到前方。
另外，在上述实施方式中，说明了大断面挖掘孔的断面形状为圆形的情况，但大断面挖掘孔和小断面挖掘孔在正面看去的形状可进行适当的选择，可通过使用各种形状的切削刀头，获得由该切削刀头的平行连杆运动所致的形状，可适当地选择为矩形或椭圆形等形状。
例如，如图8和图9所示，大断面挖掘孔和小断面挖掘孔从正面看去可成为圆形的一部分向外侧突出的形状，通过使其成为如此形状，可在大断面挖掘孔和小断面挖掘孔的内壁面的一部分设置凹部75，在该凹部75与具有一定曲率的母盾构扇形衬砌块51和子盾构扇形衬砌块71之间的一部分形成空间76，通过向该部分注入背填注入材料，也可更牢固地连接各盾构扇形衬砌块51、71的构造。
此外，例如在使母切削刀头23为矩形，且使凹部75为矩形，使子切削刀头43为矩形，则可挖掘矩形的大断面挖掘孔，也可挖掘矩形的小断面挖掘孔。
另外，在上述实施方式中，是对将子切削刀头43设置于母切削刀头23的掘进方向后方的例进行了说明，但子切削刀头43也可设置于母切削刀头23的掘进方向前方。此时，子切削刀头43最好设置于母切削刀头23的凹部23a上，此外，该凹部23a与上述实施方式同样，最好是可从小断面挖掘孔向外侧扩开。由此，使子盾构扇形衬砌块71通过母切削刀头23的凹部23a，可与小断面挖掘孔连续配置。
另外，上述中，母盾构挖掘机11和子盾构挖掘机12各使用一台机器，但各挖掘机11、12的数量并没有限制，一方或双方也可设有多台。
在上述中，母盾构挖掘机11的母切削刀头23与子盾构挖掘机12的子切削刀头43在进行平行连杆运动时，可朝同一方向进行回转运动，但也可朝相反方向转动。此外，母切削刀头23的回转半径与子切削刀头43的回转半径可以相同也可以不同。
另外，在上述中将子盾构挖掘机12设置于母盾构挖掘机11的上端部，但子盾构挖掘机12相对母盾构挖掘机11的位置可进行适当的选择，可在下端也可在左右端部。此外，也可在中央，即使在这样的情况下，也可获得在母挖掘范围26与子挖掘范围46之间不会产生间隙的效果。
此外，在上述母子盾构挖掘机10中，作为开挖面(羽切)的稳定方式采用了泥土按压式，但也采用泥水式。
实施方式2图10至图16示出本发明的实施方式2。
在实施方式2中，在图10的主视图中，作为“第1挖掘机”的母盾构挖掘机11呈环状，在与该环状的母盾构挖掘机11的内侧相对应处设有作为“第2挖掘机”的子盾构挖掘机12。
如图10和图11所示，母盾构挖掘机11具有呈环状且配置于大断面挖掘孔内的圆筒形状的母盾构机身部20，配置于该母盾构机身部20的掘进方向前侧且从正面看去具有圆形外形的母盾构隔壁21，以及从该母盾构隔壁21向前方与母盾构机身部20连续成一体的母密封罩部22。
在母盾构隔壁21的掘进方向前方，如图10所示，在正面看去，设有呈圆环状的、作为“第1切削刀头”的母切削刀头23。该母切削刀头23通过设置在母盾构隔壁21的共4处的母驱动部24、和具有由这些驱动部24分别驱动的偏心的轴的母曲柄机构25，可进行平行连杆运动。
并且，该母切削刀头23通过平行连杆运动而可挖掘的、作为“第1挖掘范围”的母挖掘范围26，在图10所示的正面看去外缘成为双点划线a(母盾构机身部20)，内缘成为双点划线b，a、b之间被挖掘。
另外，在母盾构隔壁21的下部设有母盾构门部28，与用于运出挖掘土砂的母螺旋式输送机29相连接。
母切削刀头23在框架部件23c上固定有多个挖掘岩体的切削钻头23d，在该框架部件23c上连接有上述母曲柄机构25。
另外，子盾构挖掘机12在与母盾构挖掘机11结合的状态下，如图10和图11所示具有盾构隔壁41，该盾构隔壁41具有直径比母盾构隔壁21小的圆形、且设置成与母盾构隔壁21大致成同一平面，并且该子盾构挖掘机12设有沿着该子盾构隔壁41的周缘配置的可动密封罩部42。该可动密封罩部42，通过罩止动件42a以收纳状态固定在母盾构挖掘机11侧，通过拆下罩止动件42a，即可从子盾构隔壁41朝掘进方向前方滑动。另外，子盾构挖掘机12在与母盾构挖掘机11结合的状态下，没有安装有图12等所示的子盾构机身部40。
在子盾构隔壁41的掘进方向前方，作为大致圆形的“第2切削刀头”的子切削刀头43，在图10所示的主视图中，设置在与母切削刀头23的圆环状的内侧相对应的位置，且如图11所示，设置在比母切削刀头23更偏向掘进方向后方的位置上。
该子切削刀头43具有连结有子曲柄机构45的刀体43d，和通过千斤顶43e及滑动部43f在该刀体43d上可接触、脱离地连结的超挖转刀43a。该超挖转刀43a，在图1中，上部设有1处、左右设有2处。并且，在这些刀体43d或超挖转刀43a上，固定有多个挖掘岩体的切削钻头43b，通过固定在子盾构隔壁41上的子驱动部44和具有偏心的多个轴的偏心多轴子曲柄机构45，可进行平行连杆运动。
并且，作为该子切削刀头43通过平行连杆运动可进行挖掘的“第2挖掘范围”的子挖掘范围46，在图10所示的主视图中，与母切削刀头23的母挖掘范围26部分重合，如图10中的单点划线c所示，成为与子盾构机身部40基本一致的大致圆形。
此外，在子盾构隔壁41的下部设有子盾构门部48，该子盾构门部48上与其可连结地设置有图12所示的子螺旋式输送机59，但在子盾构挖掘机12与母盾构挖掘机11分离前，不连结子螺旋式输送机59，而成为封闭的状态。
在如此的母盾构挖掘机11与子盾构挖掘机12结合的如图10和图11所示的状态下，可由母切削刀头23和子切削刀头43挖掘大断面挖掘孔。在该结合状态下，在母盾构机身部20的掘进方向后方的大断面挖掘孔的内壁面上，设有如图11所示的、用于配置母盾构扇形衬砌块51的母盾构安装机52，随着掘进，可依次配置母盾构扇形衬砌块51。此外，在母盾构机身部20内固定着母盾构千斤顶54，通过推压母盾构扇形衬砌块51的反作用力，使包含母盾构挖掘机11和子盾构挖掘机12的母子盾构挖掘装置10的整体，朝掘进方向前方移动。
在用如此结构的母子盾构挖掘机10挖掘大断面挖掘孔时，首先，如图10和图11所示，在连接母盾构挖掘机11和子盾构挖掘机12的状态下，由母盾构千斤顶54向掘进方向推压，同时，由母驱动部24和母曲柄机构25使母切削刀头23进行平行连杆运动，另外，通过子驱动部44和子曲柄机构45，将子切削刀头43独立于母切削刀头23进行驱动，使其进行平行连杆运动。
由此，通过母切削刀头23挖掘圆环状的母挖掘范围26，但在该母切削刀头23的母挖掘范围26的内侧形成未挖掘部分。因此，由子切削刀头43挖掘该未挖掘部分。
此时，母切削刀头23的母挖掘范围26与子切削刀头43的子挖掘范围46部分重合，因此在两个挖掘范围26，46上不会产生间隙。在本实施方式中，子挖掘范围46的下缘部侧与母挖掘范围26重合。因此，大断面挖掘孔形成为规定圆形的断面形状。
接着，在将大断面挖掘孔挖掘到规定位置的时刻，从大断面挖掘孔的挖掘工序转换为小断面挖掘孔的挖掘工序，来挖掘小断面挖掘孔。
转换时，首先停止由母子盾构挖掘机10进行的挖掘，如图10所示，将母切削刀头23静止于平行连杆运动的最下端处。此时，最好将子切削刀头43设置于平行连杆运动的最上端处。
然后，如图12所示，在比子盾构机身部40还靠掘进方向后方的、与子盾构挖掘机12相对应的位置，将接受反作用力托架62固定在母盾构机身部20侧。并且，封闭母盾构门部28，将安装到母盾构隔壁21上的母螺旋式输送机29、母盾构安装机52、母盾构千斤顶54等，在掘进小断面挖掘孔的挖掘中不需要的部件拆除。
此外，拆下罩止动件42a，使可动密封罩部42从子盾构隔壁41的周围滑动到掘进方向前方，安装子盾构机身部40的一部分。并且，以防止水从子盾构机身部40的周围进入机内的2方式安装密封件58。
接着，将子螺旋式输送机59与设置于子盾构隔壁41上的子盾构门部48连接并开放，并将临时盾构千斤顶64安装到接受反作用力托架62上。在此，作为子螺旋式输送机59，也可转用母螺旋式输送机29，这样可降低成本。
在该状态下，将用于使子盾构挖掘机12与母盾构挖掘机11结合的固定装置65拆下，并将子盾构挖掘机12从母盾构挖掘机11分离。
然后，由临时盾构千斤顶64推压的同时，通过子驱动部44和子曲柄机构45使子切削刀头43进行平行连杆运动，以使子盾构挖掘机12临时动作。
接着，如图12和图13所示，临时盾构千斤顶64与子盾构挖掘机12的推压部12a之间依次添加临时支架66，同时，子切削刀头43慢慢地继续进行掘进。
此时，配置于母切削刀头23的掘进方向后方的子切削刀头43，因掘进通过母切削刀头23的大致内侧，并朝母切削刀头23的掘进方向前方移动。
然后，如图14所示，在由子盾构挖掘机12进行了规定量掘进的阶段，安装子盾构机身部40的剩余部分，拆下临时盾构千斤顶64、接受反作用力托架62和临时支架66，并将子盾构千斤顶69固定到子盾构机身部40上。此外，安装子盾构安装器72，将子盾构扇形衬砌块71依次设置于由子切削刀头43挖掘的小断面挖掘孔的内壁面上(参照图15)。
接着，如图16所示，在母盾构挖掘机11侧设有固定环73，该固定环73与子盾构扇形衬砌块71的后端接触，并且，在该子盾构扇形衬砌块71的侧面与母盾构挖掘机11之间设有密封件74。
之后，通过用子盾构挖掘机12断续掘进，挖掘小断面挖掘孔。
正如上述，根据可挖掘大断面挖掘孔和小断面挖掘孔的母子盾构挖掘机10，母盾构挖掘机11具有用偏心的多个轴进行平行连杆运动的母切削刀头23，并且，子盾构挖掘机12具有设置于在掘进方向上与母切削刀头23错开的位置上的子切削刀头43，可分别独立地驱动母切削刀头23和子切削刀头43，使之进行平行连杆运动。因此，不必使两个切削刀头23、43同步动作，能够简单地构成母盾构挖掘机11和子盾构挖掘机12。
另外，在从大断面挖掘孔的挖掘工序转换为小断面挖掘孔的挖掘工序时，母盾构挖掘机11和子盾构挖掘机12只需进行拆下固定装置65等的简单操作，就可简单地解除母盾构挖掘机11与子盾构挖掘机12的结合状态，子盾构挖掘机12容易与母盾构挖掘机11分离，易提高作业效率。
并且，由于母切削刀头23的挖掘范围26与子切削刀头43的挖掘范围46，在正面看去为部分重合的结构，因此，在母挖掘范围26与子挖掘范围46之间不会产生间隙。
此外，母切削刀头23从正面来看呈环状，在与该环状的母切削刀头23的内侧相对应的位置设有子切削刀头43，母切削刀头23的母挖掘范围26与子切削刀头43的子挖掘范围46从正面来看部分重合，因此，可构筑大断面挖掘孔的中心轴与小断面挖掘孔的中心轴大致一致的挖掘孔。
另外，在上述实施方式中，作为第2切削刀头的子切削刀头43进行平行连杆运动，但并不限于此，也可使第2切削刀头按以往的单轴型运动。
权利要求
1.一种盾构挖掘装置，由第1挖掘机和第2挖掘机可挖掘大断面挖掘孔，并通过使所述第2挖掘机与所述第1挖掘机分离后进行掘进，可挖掘小断面挖掘孔，其特征在于，所述第1挖掘机具有用偏心的多个轴进行平行连杆运动的第1切削刀头，并且，所述第2挖掘机具有相对所述第1切削刀头在掘进方向前方或后方错开的位置上设置的第2切削刀头，所述第1切削刀头的第1挖掘范围与所述第2切削刀头的第2挖掘范围，从正面来看部分重合。
2.按照权利要求1所述的盾构挖掘装置，其特征在于，所述第1切削刀头从正面来看具有凹部，在与该凹部相对应的位置设有所述第2切削刀头，所述第1切削刀头的第1挖掘范围与所述第2切削刀头的第2挖掘范围从正面来看部分重合。
3.按照权利要求2所述的盾构挖掘装置，其特征在于，所述第1切削刀头的所述凹部的侧部可移位，以使该凹部比所述小断面挖掘孔更宽地扩开。
4.按照权利要求1所述的盾构挖掘装置，其特征在于，所述第1切削刀头从正面来看呈环状，在与该环状的第1切削刀头的内侧相对应的位置设有所述第2切削刀头，所述第1切削刀头的第1挖掘范围与所述第2切削刀头的第2挖掘范围从正面来看部分重合。
5.按照权利要求4所述的盾构挖掘装置，其特征在于，所述第1切削刀头呈圆环状，所述第2切削刀头呈圆形。
6.按照权利要求1～5任一所述的盾构挖掘装置，其特征在于，所述第2切削刀头由偏心的多个轴进行平行连杆运动。
全文摘要
本发明的盾构挖掘装置，由第1挖掘机和第2挖掘机可挖掘大断面挖掘孔，并通过使第2挖掘机与第1挖掘机分离后进行掘进，可挖掘小断面挖掘孔；其中，第1挖掘机具有用偏心的多个轴进行平行连杆运动的第1切削刀头，并且，第2挖掘机具有相对第1切削刀头在掘进方向前方或后方错开位置上设置的第2切削刀头；第1切削刀头的第1挖掘范围与第2切削刀头的第2挖掘范围，从正面来看部分重合。
文档编号E21D9/087GK1504628SQ20031011864
公开日2004年6月16日 申请日期2003年11月27日 优先权日2002年12月3日
发明者加岛丰, 近藤纪夫, 武内秀行, 铃木佳树, 藤由雅裕, 夫, 树, 行, 裕 申请人:大丰建设株式会社